DEVICEにおけるグラフェンの電気的モデル


#1

DEVICEにおけるグラフェンの電気的モデルに関する以下のKBの例について質問があります.
https://kb.lumerical.com/en/other_application_graphene_modulator_electrical.html
以下の図で示される3Dデバイスシミュレーションで得られた電子密度はどのように理解すればよいでしょうか.化学的ポテンシャルの変化は印加電圧によるによるものなのでしょうか.以下のような結果を得られるシミュレーションセットアップはどのようにしたら良いでしょうか.


#2

上記グラフにおいて電子密度は独立した変数です.このグラフを書くためには,0.1nm厚のグラフェンシートに不均一なnタイプのドープを施します.ドーピング値はパラメータスイープで変化させ,それに対応する化学的ポテンシャルはバンド構造モニターを用いて得られます.(ここで化学的ポテンシャルはEfn-Eiです). バイアス電圧はかけていないため,化学的ポテンシャルのシフトはドーピングによって生じるものです.

ここで気をつけなければいけないことは,ドーピングオブジェクトはインプットとして三次元電子ドーパント密度(/m^3)を用いているということです.それに対応するグラフのx軸である二次元電子密度は三次元密度にグラフェンの厚さを掛けることで得られます(ここでは0.1nm).例えば,ドーピング定数2.5e22 /cm^3 (もしくは 2.5e28 /m^3)は二次元においては2.5e28*0.1e-9 = 2.5e18/m^2.となります.